输电线路巡检和清障机器人研究

输电线路巡检和清障机器人研究

李勇辉杨瑞景徐惠江黄黔林龙福刚李定强

（贵州兴义供电局兴义562400）

摘要：介绍一种输电线路巡检和清除异物机器人的研制。该机器人能在导、地线上行走、越障，替代线路工人带电上导、地线完成巡视、清理异物的任务，且轻便、快捷，避免工人等电位在有损伤隐患的导地线上作业的风险，也减少线路工人高处作业、带电作业的风险，提高巡检和清障效率，具有实用和推广价值。

关键词：输电线路巡检清障；机器人

1引言

架空输电线路长年在野外运行，导线、地线上经常会有广告布、大棚薄膜、气球、风筝等飘浮物缠绕，缠绕物如不及时清除会危及线路的安全，传统的清除方法就是带电作业人员等电位上导、地线清除异物，也有利用绝缘斗臂车配合操作杆清除。原有异物清除方法都要工人带电和高处作业，危险性较大，且异物缠绕导线放电会损伤导、地线，因此人工上导地线作业极具风险。架空输电线路导地线的损伤断股仅仅依靠地面人员巡视很难发现缺陷，因此也需要能替代人工上导、地线去近距离检测判定的装置。为此贵州电网兴义供电局在有关厂家的配合下研制专门在导、地线上自行行走，能跨越障碍物体，并能清除导线上缠绕的异物，又能在导线上进行巡视检测的机器人。

2机器人构成和工作原理

2.1行走越障机构

导地线上巡检和清障机器人，必须能满足在一定规格范围的导、地线上行走，并能越过防震锤等金具，同时在清障工作时能可靠锁定。本导线巡线清障机器人的行走和越障机构采用两组行走轮机构，以及控制行走和越障机构的控制器。行走和越障机构具有两个行走轮，行走机构转动设置于机架上，行走机构通过控制器可以在机架上转动，使其中一个行走轮脱离并高于导线，从而越过防震动锤等障碍物（图1），且具有稳定性好、结构简单的优点。

两组活动轮由一个行走电机和一个跨越动作电机来驱动，保证在导线上快速行走，当遇到障碍物时能自行越过障碍物（图2）；为了增加爬坡能力和行走速度，设计有自紧式辅助轮配合两组滑动轮行走；当机器人要实施清除异物作业时必须要稳定可靠，因此本项目设计了锁紧机构（图3），锁紧机构能在导线上固定抱紧，保证清障作业时机器人不倾翻。

行走电机采用涡轮蜗杆减速电机，具有传动平稳、噪声低、抗冲击、承载能大、转动大、体积小、具有自锁功能的特点，保证在导线上行走和越障。

两组滑动轮采用轮径为80mm的滑轮，它适用在截面50-300mm²单导（地）线上行走、锁定。

2.2异物清理机构

导、地线上异物以漂移物为主，质地较轻，用电动割刀时产生的风会使飘浮物偏离割刀，因此第一方案曾设计有导入叉，用它来收拢固定异物方便电动割刀来割除异物，但考虑导入叉较长吊装过程不便，最后放弃此方案。最终形成的方案是采用高温融化为主，结合机械刀钩抓取，为此设计一对高温融化的夹持手臂来抓取并固定异物，同时进行高温融化。高温融化采用电阻丝发热来割断异物，异物较多的可以分步割除。

2.3导地线巡检装置

导地线巡检机器人要替代人工巡检，机器人上配置智能高清摄像机通过无线传输给地面操作人员，就能帮助地面人员发现导地线的表面损伤情况；如配置热成像摄像机就能发现局部过热位置；如配置导地线断股检测装置就能及时发现导、地线的断股隐患。

2.4遥控和接收装置

机器人采用双频编解码芯片，位置传感器，微处理器，多通道驱动模块等组件，能控制机器人行走、锁定和清理作业、巡视检测。遥控器频段315MHZ，发射功率≤500MW。图像传输频段5.8GHZ，发射功率≤400MW，≤27dBm。工作电压12V-24V，遥控器有效发射控制距离为≤1000M。图像接收≤2000M。图像监控装置和遥控器配套，接收装置还附带视频报收，方便地面人员接收导地线上无线传输的视频信号指挥清理作业，或巡检导地线。

3.机器人的功能和特点

3.1机器人的功能

本机器人一是可以替代工人上架空线路的导地线进行近距离巡视，不仅能近距离检查，还能避免人员上线的作业风险。二是可以清理导地线上缠绕的飘浮物，消除安全隐患，保证可靠供电。三是可以判断受异物缠绕影响的导、地线有无损坏。

3.2机器人的特点

本机器人轻便、实用，它具有多功能设计，不仅能替代工人上高压线巡视，还能清理异物。本机器人采用双组双轮进行越障行走有创新，创新技术已经申报专利，该技术方案使机器人能快速越过防震锤等金具；可视化设计不仅可以解决导、地线上的巡视难题，又能方便地面人员指挥线上异物清理；高温融化设计比常用的电动刀割除更有效更合理，比喷火烧除更安全。

４.结束语

架空输电线路线上巡检和清障机器人结构简单、操作方便，能替代人工上高压线进行带电巡视检查和清理异物作业，提高应急处置能力，减轻了劳动强度，减少线路工人高处作业、带电作业的风险确定目标，保证线路运行安全。